專利名稱：三元結構輕量化電動汽車主體結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動汽車車身主體結構，特別是涉及一種三元結構輕量化電 動汽車主體結構。屬于新能源汽車領域。
背景技術：
近年來，電動汽車得到國內外的高度重視，發(fā)展呼聲很高，國家也相繼出臺一系列 鼓勵政策。但是，市場上可供選擇的電動汽車商品(尤其是純電動汽車)卻寥寥無幾，對電 動汽車市場千呼萬喚，但還是姍姍來遲，究其原因，除了動力電池技術還未能完全滿足電動 汽車的使用要求之外，在電動汽車的結構和制造模式上的創(chuàng)新不足，是一個重要原因。當前，純電動汽車的產業(yè)化分為改裝和全新開發(fā)兩種模式。改裝車的好處是繼承 了燃油汽車成熟的底盤和車身，容易拿到生產許可，產業(yè)化速度快，開發(fā)投入較小，但是經 改裝出的電動汽車具有重量過重、動力性能降低、車型知識產權關系復雜等問題。通過全新 開發(fā)電動汽車可以避免以上問題，但是按照傳統(tǒng)燃油汽車的生產模式開發(fā)新車型的投入巨 大，在電動汽車市場尚處于發(fā)展培育的初期，企業(yè)很難下定決心按這種模式開發(fā)全新的電 動汽車。因此，必須探討一條既能發(fā)揮電驅動優(yōu)勢、又可以降低產業(yè)化門檻的電動汽車新 結構和新生產模式。即新的電動汽車結構必須具備兩個基本特征(1)輕量化；(2)適合小
批量單件生產。

實用新型內容本實用新型的目的，是為了提出一種既可以滿足電動汽車車身輕量化要求，又適 用于小規(guī)模小批量單件生產方式的三元結構輕量化電動汽車主體結構，可以為電動汽車、 尤其是純電動汽車提供安全、新穎的車型。本實用新型的目的可以通過采取如下技術方案達到三元結構輕量化電動汽車主體結構，其結構特點是包括三個獨立的結構單元，第 一結構單元構成底盤架，第二結構單元構成籠型箱體，第三結構單元構成覆蓋件；由所述底 盤架和所述籠型箱體固定連接成組合式承載車架，在所述組合式承載車架的基礎上安裝固 定覆蓋件，該覆蓋件固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端，覆蓋件對內構 成組合車架的包裹結構、對外構成汽車主體結構的外部造型結構。所述覆蓋件可以固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端。本實用新型的目的還可以通過采取如下技術方案達到本實用新型的一種實施方案是底盤架可以由兩條縱向主梁、左右副梁、前框架和 后框架組成。本實用新型的一種實施方案是在底盤架上可以焊接有支座、支塊和輔助結構，通 過所述支座、支塊和輔助結構安裝籠子、底盤零件以及電動動力平臺。本實用新型的一種實施方案是籠型箱體可以是一個整體呈“籠形”的結構框架，
3該結構框架由A柱、B柱、C柱、地板梁組、前支撐梁組、后支撐梁組和車頂梁組組成。本實用新型的一種實施方案是地板梁組合可以固定在底盤架主梁和左右副梁 上，前支撐梁組合、后支撐梁組合分別固定在底盤架的前框架和后框架上。固定方法以復合 材料纏繞和粘接為主，并輔助機械連接。本實用新型的一種實施方案是覆蓋件可以是由若干件幾何結構件拼接而成，并 固定安裝在底盤架和籠型箱體上，所述幾何結構件包括車頭覆蓋件組合、車尾覆蓋件組合、 車頂覆蓋件組合。本實用新型的一種實施方案是部分覆蓋件可以由整體的體積塊構成，或者由分 割成多個體積塊并相互連接的組合體構成；所述體積塊是一個表面帶殼、內部用發(fā)泡輕質 材料填充的實心體，覆蓋件固定在底盤架和/或籠型箱體上。本實用新型的一種實施方案是部分覆蓋件可以由整體的曲面塊構成，或者由分 割成多個曲面塊并相互連接的組合體構成；所述曲面塊是一個帶厚度和加強筋的結構件， 覆蓋件固定在底盤架和/或籠型箱體上。本實用新型的一種實施方案是籠型箱體的各條梁可以為由碳纖維或玄武巖纖維 復合材料制成的空心結構，在梁的內部空間預埋金屬零件、或用發(fā)泡等輕質材料填充。本實用新型的一種實施方案是體積塊的外殼可以由碳纖維或玄武巖纖維復合材 料成型、塑料成型、帆布或皮革包裹成型。本實用新型的有益效果是1.實現(xiàn)輕量化“三元結構”的三個元素都采用了輕量化的結構和材料，其中底盤 架通過采用輕量合金結構實現(xiàn)輕量化，籠子通過采用纖維復合材料結構實現(xiàn)輕量化，覆蓋 件采用纖維復合材料外殼、內填輕量化發(fā)泡材料結構實現(xiàn)輕量化。2.安全可靠性高以下三方面保證及提高本實用新型的安全可靠性1)三元結構 的各個結構部分均按安全第一的原則進行拓撲和尺寸設計；2)三元結構裝配后互相加強、 互相保護，進一步加強安全性；3)由于覆蓋件主要是由內部填充了發(fā)泡材料的體積塊組 成，汽車外表面不再是鋼鐵，而類似于在汽車外表包裹了一層“棉襖”，當汽車發(fā)生碰撞時對 內起到有效緩沖作用，吸收能量，同時，對行人也具有出色的保護作用。3.本實用新型具有低成本小批量生產或單件生產的效果由于三元結構的車型 生產無需開鋼模，無需建沖壓生產線和焊接生產線，各個結構元素均可以采用低成本的工 藝和裝備組織生產，容易實現(xiàn)小批量生產甚至單件生產。

圖1是本實用新型具體實施例1的整體結構示意圖。圖2是本實用新型具體實施例1的底盤架結構示意圖。圖3是本實用新型具體實施例1的底盤架使用狀態(tài)示意圖。圖4是本實用新型具體實施例1的籠型箱體結構示意圖。圖5a是本實用新型具體實施例1的車頭覆蓋體的結構示意圖。圖5b是本實用新型具體實施例1的車尾覆蓋體的結構示意圖。圖5c是本實用新型具體實施例1的車頂覆蓋體的結構示意圖。圖6是本實用新型具體實施例2的車頭覆蓋體的結構示意圖。
4[0031]圖7是本實用新型具體實施例2的車尾覆蓋體的結構示意圖。圖8是本實用新型具體實施例1裝配后(使用狀態(tài))示意圖。
具體實施方式
具體實施例1 圖1、圖2、圖3、圖4和圖5a、圖5b、圖5c構成本實用新型的一個具體實施例。參見圖1，本實施例包括三個獨立的結構單元，第一結構單元構成底盤架1，第二 結構單元構成籠型箱體2，第三結構單元構成覆蓋件3 ；由所述底盤架1和所述籠型箱體2 固定連接成組合式承載車架，在所述組合式承載車架的基礎上安裝固定覆蓋件3，該覆蓋件 3固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端，覆蓋件3對構成組合車架的包裹 結構、對外構成汽車主體結構的外部造型結構。參照圖2，本實施例的底盤架1可以由兩條縱向主梁1-1、左右副梁1-2、前框架
1-3和后框架1-4組成。參照圖3，在底盤架1上可以焊接有支座、支塊和輔助結構，通過所述支座、支塊和 輔助結構安裝籠子、底盤零件以及電動動力平臺。電動動力平臺包括電池4和電機5，在支 座和支架上安裝有轉向系統(tǒng)6、前懸架7、后懸架8和車輪9。參照圖4，籠型箱體2可以是一個整體呈“籠形”的結構框架，該結構框架由A柱
2-1、B柱2-2、C柱2-3、地板梁組2-4、前支撐梁組2_5、后支撐梁組2_6和車頂梁組2_7組 成。地板梁組合2-4可以固定在底盤架主梁1-1和左右副梁1-2上，前支撐梁組2-5、 后支撐梁組2-6分別固定在底盤架1的前框架1-3和后框架1-4上。固定方法以復合材料 纏繞和粘接為主，并輔助機械連接。參照圖5a、圖5b和圖5c，覆蓋件3由三件幾何結構件拼接而成，并固定安裝在底 盤架1和籠型箱體2上，所述幾何結構件包括一體成型式車頭覆蓋件組合3-1、一體成型式 車尾覆蓋件組合3-2以及一體成型式車頂覆蓋件組合3-3。本實施例中籠型箱體2的各條梁可以為由碳纖維或玄武巖纖維復合材料制成的空心結構，在 梁的內部空間預埋金屬零件、或用發(fā)泡等輕質材料填充。體積塊3-4的外殼可以由碳纖維或玄武巖纖維復合材料成型、塑料成型、帆布或 皮革包裹成型。圖8構成一款三元結構輕量化電動汽車的外觀圖。參照圖8，所構成的三元結構輕量化汽車是以三元結構構成車型主體，以此為基 礎，在底盤架上安裝動力平臺以及底盤零部件(例如行駛系)，在籠子上安裝擋風玻璃和車 門等車身零部件，在前后覆蓋件上安裝各種車燈，便構成一輛完整的輕量化純電動汽車。具體實施例2 參照圖6和圖7，該實施例與上一個實施例的主要區(qū)別在于部分或全部覆蓋件是 由一些曲面結構件組成，結構件固定安裝在組合車架上，覆蓋件之間也有連接關系。其他具體實施例本實用新型其他具體實施例的特點是[0050]可以采用部分覆蓋件3由整體的體積塊構成，或者由分割成多個體積塊3-4并相 互連接的組合體構成(根據覆蓋件的體積特點而分割)；所述體積塊是一個表面帶殼、內部 用發(fā)泡輕質材料填充的實心體，覆蓋件3固定在底盤架1和/或籠型箱體2上。也可以是部分覆蓋件3由整體的曲面塊構成，或者由分割成多個曲面塊3-5并相 互連接的組合體構成(根據曲面塊特點而分割)；所述曲面塊是一個帶厚度和加強筋的結 構件，覆蓋件3固定在底盤架1和/或籠型箱體2上。其余同具體實施例1。本實用新型提供了靈活的車身造型手段由三元結構這一獨特設計、以及單件小 批量的生產模式帶來了無以倫比的車型造型的靈活性。有三種開展靈活設計的方式1)小 改款三元結構形狀尺寸均不變，僅僅改變覆蓋體積塊的外殼材料和顏色，就可以獲得不同 質感和色彩的新車型；2)中改款保持底盤架和籠子兩元結構不變，僅修改覆蓋件造型，可 以獲得不同外形風格的新車型；3)大改款保持底盤架結構不變，改變籠子的頂部、側面造 型，同時修改覆蓋件造型，可以獲得外形迥異的新車型?？梢?，即使是大改款也沒有改變底 盤架、動力平臺以及行駛系。整個改款成本不大，由此用戶甚至可以對使用了若干年的電動 汽車重新進行外形修改，避免淘汰整個車輛。
權利要求三元結構輕量化電動汽車主體結構，其特征是包括三個獨立的結構單元，第一結構單元構成底盤架(1)，第二結構單元構成籠型箱體(2)，第三結構單元構成覆蓋件(3)；由所述底盤架(1)和所述籠型箱體(2)固定連接成組合式承載車架，在所述組合式承載車架的基礎上安裝固定覆蓋件(3)，該覆蓋件(3)固定安裝在組合式承載車架的前端、后端或前端和后端，覆蓋件(3)對內構成組合車架的包裹結構、對外構成汽車主體結構的外部造型結構。
2.根據權利要求1所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是底盤架(1)是由 兩條縱向主梁(1-1)、左右副梁(1-2)、前框架(1-3)和后框架(1-4)組成。
3.根據權利要求1或2所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是在底盤架(1) 上焊接有支座、支塊和輔助結構，通過所述支座、支塊和輔助結構安裝籠子(2)、底盤零件以 及電動動力平臺。
4.根據權利要求1或2所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是籠型箱體(2) 是一個整體呈“籠形”的結構框架，該結構框架由A柱(2-1)、B柱(2-2)、C柱(2-3)、地板 梁組合(2-4)、前支撐梁組合(2-5)、后支撐梁組合(2-6)和車頂梁 組合(2-7)組成。
5.根據權利要求4所述的一種三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是覆蓋件(3) 是由若干件幾何結構件拼接而成，并固定安裝在底盤架(1)和籠型(2)上，所述幾何結構件 包括車頭覆蓋件組合(3-1)、車尾覆蓋件組合(3-2)、車頂覆蓋件組合(3-3)。
6.根據權利要求4所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是地板梁組合(2-4) 固定在底盤架主梁(1-1)和左右副梁(1-2)上，前支撐梁組合(2-5)、后支撐梁組合(2-6) 分別固定在底盤架(1)的前框架(1-3)和后框架(1-4)上。
7.根據權利要求4所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是覆蓋件(3)由整 體的體積塊構成，或者由分割成多個體積塊(3-4)相互連接組合體構成；所述體積塊是一 個表面帶殼、內部用發(fā)泡輕質材料填充的實心體，覆蓋件(3)固定在底盤架(1)和/或籠型 箱體⑵上。
8.根據權利要求4所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是覆蓋件由整體的 曲面塊構成，或者由分割成多個曲面塊(3-5)相互連接組合體構成；所述曲面塊是一個帶 厚度和加強筋的結構件，覆蓋件(3)固定在底盤架(1)和/或籠型箱體(2)上。
9.根據權利要求4所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是籠型箱體(2)的 各條梁為由碳纖維或玄武巖纖維復合材料制成的空心結構，在梁的內部空間預埋金屬零 件、或用發(fā)泡輕質材料填充。
10.根據權利要求7所述的三元結構輕量化電動汽車結構，其特征是體積塊(3-4)的 外殼由碳纖維或玄武巖纖維復合材料成型、塑料成型、帆布或皮革包裹成型。
專利摘要本實用新型涉及三元結構輕量化電動汽車主體結構，其特征是包括三個獨立的結構單元，第一結構單元構成電動汽車底盤架(1)，第二結構單元構成電動汽車籠型箱體(2)，第三結構單元構成電動汽車外觀覆蓋件(3)；由所述底盤架(1)和所述籠型箱體(2)固定連接成組合式承載車架，在所述組合式承載車架上固定連接覆蓋件(3)，覆蓋件(3)對內構成對組合車架的包裹結構、對外構成汽車外部造型的主體結構。本實用新型具有低成本小批量生產或單件生產的效果由于三元結構的車型生產無需開鋼模，無需建沖壓生產線和焊接生產線，各個結構元素均可以采用低成本的工藝和裝備組織生產，容易實現(xiàn)小批量生產甚至單件生產。
文檔編號B62D23/00GK201597636SQ20092023667
公開日2010年10月6日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權日2009年9月29日
發(fā)明者劉強, 宗志堅 申請人:中山大學